KR102241944B1 - 작업 기계 - Google Patents

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KR102241944B1
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유이치 오가와
신야 이무라
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히다치 겡키 가부시키 가이샤
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Abstract

프론트 부품이 자유 낙하 방향으로 동작하고, 그 프론트 부품을 구동하는 액추에이터로부터 배출된 압유를 재생할 때, 프론트 부품의 자세의 변화에 의한 재생 유량의 변동에 상관없이, 재생 유량이 유입하는 액추에이터의 속도 변동을 억제하여, 조작성을 향상시킬 수 있도록 한다. 그를 위해 유압 시스템의 컨트롤러(19)에 재생 제어 연산부(19b)와 펌프 유량 제어 연산부(19c)를 마련하고, 재생 제어 연산부가 재생 밸브(12)를 제어하여 재생을 행하게 할 때, 펌프 유량 제어 연산부가, 관성 계측 장치(31)에 의해 취득한 아암(16)의 자세 정보에 의거하여, 아암(16)의 방향이 연직 하방에 접근함에 따라서 유압 펌프(1)의 토출 유량이 증가하도록 펌프 유량 제어 장치(20)를 제어한다.

Description

작업 기계
본 발명은, 유압 시스템을 구비한 작업 기계와 관련된 것이며, 특히 유압 셔블 등, 유압 액추에이터나 유압 펌프를 가지는 작업 기계에 있어서, 유압 액추에이터의 압유 에너지를 재생하는 재생 회로를 유압 시스템에 구비한 작업 기계에 관한 것이다.
일반적으로 유압 셔블 등의 작업 기계는, 프론트 작업기를 구성하는 복수의 프론트 부품 등의 피(被)구동체의 액추에이터를 구동하기 위하여 유압 펌프로부터 압유를 공급하고 있다. 이 유압 펌프의 불필요한 동력을 저감함으로써, 유압 펌프를 구동하는 동력원으로서의 엔진의 동력 소비를 억제하여, 연비의 향상을 도모할 수 있다. 이를 실현하기 위하여, 유압 액추에이터로부터 배출되는 압유를 재생함과 동시에 유압 펌프의 토출 유량을 저감하고, 유압 펌프의 동력을 저감함으로써 연비의 향상을 실현하는 재생 회로가 알려져 있으며, 예를 들면 그 일례가 특허문헌 1에 기재되어 있다. 특허문헌 1에 있어서는, 아암이 자유 낙하 방향으로 작동하는 경우에는, 유압 펌프의 토출 유량을 최소한으로 하면서 아암 실린더의 로드측으로부터 배출되는 압유를 아암 실린더의 보텀측에 재생하도록 제어하고, 그 이외에서는 유압 펌프를 통상의 토출 유량으로 하면서, 재생을 해제하도록 제어하는 것이 제안되어 있다.
일본국 공개특허 특개2011-220356호 공보
특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 아암의 작동 방향을 측정하여 유압 펌프 출력을 저감할 수 있다. 그러나, 특허문헌 1에 기재되어 있는 시스템에서는, 아암이 수평에 가까운 상태에서 아암을 말아 넣음 방향으로 작동시켰을 경우에는 아암 실린더의 로드측으로부터 배출되는 압유의 유량(재생 유량)이 많고, 연직에 접근함에 따라서 재생 유량이 적어진다. 그 때문에, 동작 중에 아암 실린더의 보텀측에 유입하는 압유의 유량이 크게 변동하여 실린더 속도가 변동되어, 조작성이 악화될 가능성이 있다. 또한, 아암이 연직 방향 하방이 되고, 재생 유량이 0이 되는 재생의 전환 시에, 유압 펌프의 토출 유량이 증대하고, 아암 실린더에 유입하는 압유의 양이 크게 변동하여 실린더 속도가 변동되어, 조작성이 악화될 가능성이 있다. 또한, 프론트 작업기의 선단이 무거운 경우에 유압 펌프의 토출 유량을 저감하면, 아암 실린더의 보텀측의 압력이 부의 값이 되어서 캐비테이션이 발생하고, 아암 실린더를 의도한 속도로 제어할 수 없게 된다. 그 결과, 조작성이 악화되어버린다.
특허문헌 1에 기재되어 있는 시스템은, 아암 실린더의 로드측으로부터 배출된 압유를 같은 액추에이터인 아암 실린더의 보텀측에 공급하여 재생하는 것이지만, 아암 실린더와는 다른 액추에이터에 아암 실린더의 로드측으로부터 배출된 압유를 재생하는 유압 시스템에 있어서도, 마찬가지의 문제가 발생한다.
본 발명은 상기 서술의 사항에 의거하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 프론트 부품이 자유 낙하 방향으로 동작하고, 그 프론트 부품을 구동하는 액추에이터로부터 배출된 압유를 재생할 때, 프론트 부품의 자세의 변화에 의한 재생 유량의 변동에 상관없이, 재생 유량이 유입하는 액추에이터의 속도 변동을 억제하여, 조작성을 향상시킬 수 있는 유압 시스템을 구비한 작업 기계를 제공하는 것이다.
본 발명은, 상기 목적을 달성하기 위하여, 복수의 프론트 부품으로 구성되며, 상기 복수의 프론트 부품은 각각 차체 또는 다른 프론트 부품과 회전 운동 가능하게 연결된 프론트 작업기와, 상기 복수의 프론트 부품을 구동하는 복수의 액추에이터를 구비한 유압 시스템을 구비하고, 상기 복수의 프론트 부품은, 자유 낙하 방향으로 동작할 수 있는 제 1 프론트 부품을 포함하고, 상기 복수의 액추에이터는 상기 제 1 프론트 부품을 구동하는 유압 실린더 타입의 제 1 액추에이터를 포함하고, 상기 유압 시스템은, 상기 제 1 액추에이터의 압유 배출측으로부터 배출된 압유를 제 2 액추에이터의 압유 공급측에 공급하는 재생 회로와, 상기 재생 회로의 재생 상태를 제어하는 재생 제어 장치와, 상기 제 2 액추에이터에 압유를 공급하는 유압 펌프와, 상기 유압 펌프의 토출 유량을 제어하는 펌프 유량 제어 장치를 구비한 작업 기계에 있어서, 상기 제 1 프론트 부품의 자세 정보를 취득하는 자세 정보 취득 장치와, 상기 자세 정보 취득 장치에 의해 취득한 상기 제 1 프론트 부품의 자세 정보에 의거하여, 상기 재생 제어 장치 및 상기 펌프 유량 제어 장치를 제어하는 컨트롤러를 구비하고, 상기 컨트롤러는, 상기 자세 정보 취득 장치에 의해 취득한 상기 제 1 프론트 부품의 자세 정보에 의거하여, 상기 제 1 프론트 부품이 자유 낙하 방향으로 동작할 때, 상기 재생 제어 장치를 제어하여 상기 재생 회로에 의해 재생을 행하게 하는 재생 제어 연산부와, 상기 재생 제어 연산부가 상기 재생 제어 장치를 제어하여 재생을 행하게 할 때, 상기 자세 정보 취득 장치에 의해 취득한 상기 제 1 프론트 부품의 자세 정보에 의거하여, 상기 제 1 프론트 부품 방향이 연직 하방에 접근함에 따라서 상기 유압 펌프의 토출 유량이 연속적으로 증가하도록 상기 펌프 유량 제어 장치를 제어하는 펌프 유량 제어 연산부를 가지는 것으로 한다.
이처럼 컨트롤러에 재생 제어 연산부와 펌프 유량 제어 연산부를 마련하고, 재생 제어 연산부가 재생 제어 장치를 제어하여 재생을 행하게 할 때, 펌프 유량 제어 연산부가, 자세 정보 취득 장치에 의해 취득한 제 1 프론트 부품의 자세 정보에 의거하여, 제 1 프론트 부품의 방향이 연직 하방에 접근함에 따라서 유압 펌프의 토출 유량이 연속적으로 증가하도록 펌프 유량 제어 장치를 제어함으로써, 프론트 부품이 자유 낙하 방향으로 동작하고, 그 프론트 부품을 구동하는 액추에이터로부터 배출된 압유를 재생할 때, 프론트 부품의 자세의 변화에 의한 재생 유량의 변동에 상관없이, 재생 유량이 유입하는 액추에이터의 속도 변동을 억제하여, 조작성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 의하면, 프론트 부품이 자유 낙하 방향으로 동작하고, 그 프론트 부품을 구동하는 액추에이터로부터 배출된 압유를 재생할 때, 프론트 부품의 자세의 변화에 의한 재생 유량의 변동에 상관없이, 캐비테이션을 방지하면서 재생 유량이 유입하는 액추에이터의 속도 변동을 억제하여, 조작성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태의 작업 기계에 구비된 유압 시스템에 있어서, 조작 레버에 입력이 없는 경우를 나타내는 도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시형태의 작업 기계에 구비된 유압 시스템에 있어서, 조작 레버에 아암 덤프 방향의 입력이 있는 경우를 나타내는 도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시형태의 작업 기계에 구비된 유압 시스템에 있어서, 조작 레버에 아암 크라우드 방향의 입력이 있는 경우를 나타내는 도이다.
도 4는 재생 밸브가 차단 위치에 있어서 재생 회로가 재생 상태에 있는 경우의 재생 유량과 유압 펌프의 토출 유량의 관계를 나타내는 도이다.
도 5는 수평면에 대한 아암의 각도와 아암 실린더의 보텀측실의 압력의 관계를 나타내는 도이다.
도 6은 컨트롤러의 처리 내용을 나타내는 기능 블록도이다.
도 7은 재생 제어 연산부의 처리 플로우를 나타내는 플로우 차트이다.
도 8은 방향 제어 밸브의 미터 인 개구 면적 특성을 나타내는 도이다.
도 9는 펌프 유량 제어 연산부의 처리 내용을 나타내는 기능 블록도이다.
도 10은 조작 포트의 압력과 유압 펌프의 기준 펌프 유량의 관계를 나타내는 도이다.
도 11은 펌프 유량 저감량 연산부의 연산에 이용하는 아암 각도와 펌프 유량 저감량의 관계를 나타내는 도이다.
도 12는 유량 저감 무효 연산부의 처리 플로우를 나타내는 플로우 차트이다.
도 13은 무거운 어태치먼트를 장착한 상태에서 유압 펌프의 토출 유량을 저감하였을 경우의, 유압 펌프의 토출압과 아암 실린더의 보텀측실의 압력의 관계를 나타내고 있다.
도 14는 본 발명의 제 2 실시형태의 작업 기계에 구비된 유압 시스템에 있어서, 조작 레버에 입력이 없는 경우를 나타내는 도이다.
도 15는 유량 저감 무효 연산부의 처리 플로우를 나타내는 플로우 차트이다.
도 16은 본 발명의 제 3 실시형태의 작업 기계에 구비된 유압 시스템에 있어서, 조작 레버에 입력이 없는 경우를 나타내는 도이다.
도 17은 컨트롤러의 처리 내용을 나타내는 기능 블록도이다.
도 18은 아암 각도 연산부에 있어서의 아암의 자세 정보(아암 각도)의 연산 내용을 설명하기 위한 도이다.
도 19는 본 발명의 제 4 실시형태의 작업 기계에 구비된 유압 시스템에 있어서, 조작 레버에 아암 크라우드 방향의 입력이 있는 경우를 나타내는 도이다.
도 20은 컨트롤러의 처리 내용을 나타내는 기능 블록도이다.
도 21은 본 발명의 제 5 실시형태의 작업 기계에 구비된 유압 시스템의 아암 실린더에 관계되는 회로 부분에 있어서, 조작 레버에 입력이 없는 경우를 나타내는 도이다.
도 22는 본 발명의 제 5 실시형태의 작업 기계에 구비된 유압 시스템의 버킷 실린더에 관계되는 회로 부분에 있어서, 조작 레버에 입력이 없는 경우를 나타내는 도이다.
도 23은 컨트롤러의 처리 내용을 나타내는 기능 블록도이다.
도 24는 재생 제어 연산부의 처리 플로우를 나타내는 플로우 차트이다.
도 25는 펌프 유량 제어 연산부의 처리 내용을 나타내는 기능 블록도이다.
도 26은 본 발명의 제 6 실시형태의 작업 기계에 구비된 유압 시스템에 있어서의 컨트롤러의 펌프 유량 제어 연산부의 처리 내용을 나타내는 기능 블록도이다.
도 27은 펌프 유량 저감량 연산부의 처리의 사고 방식을 나타내는 개념도이다.
도 28은 펌프 유량 저감량 연산부의 처리 내용을 나타내는 기능 블록도이다.
도 29는 작업 기계(건설 기계)의 일례인 유압 셔블의 외관을 나타내는 도이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 따라 설명한다.
<제 1 실시형태>
본 발명의 제 1 실시형태에 의한 작업 기계를 도 1∼도 13 및 도 29를 이용하여 설명한다.
도 29는, 작업 기계(건설 기계)의 일례인 유압 셔블의 외관을 나타내는 도이다.
유압 셔블은 하부 주행체(201)와 상부 선회체(202)와 프론트 작업기(203)를 구비하고 있다. 하부 주행체(201)와 상부 선회체(202)는 차체를 구성한다. 하부 주행체(201)는 좌우의 크롤러식 주행 장치(201a,201b)(편(片)측만을 도시)를 가지며, 크롤러식 주행 장치(201a,201b)는 좌우의 주행 모터(201c,201d)(편측만을 도시)에 의해 구동된다. 상부 선회체(202)는 하부 주행체(201) 상에 선회 가능하게 탑재되며, 선회 모터(202a)에 의해 선회 구동된다. 프론트 작업기(203)는 상부 선회체(202)의 전부(前部)에 부앙(俯仰) 가능하게 장착되어 있다. 상부 선회체(202)에는 캐빈(운전실)(202b)이 구비되고, 캐빈(202b) 내에는 운전석이나, 운전석의 좌우에 위치하는 프론트 및 선회용의 조작 레버 장치, 운전석 전측(前側)에 위치하는 주행용의 조작 레버/페달 장치 등의 조작 장치가 배치되어 있다.
프론트 작업기(203)는, 붐(205), 아암(16), 버킷(35)의 복수의 프론트 부품을 가지는 다관절 구조이며, 붐(205)은 상부 선회체(202)(차체)에 대하여 상하 방향으로 회전 운동 가능하게 연결되며, 아암(16)은 붐(205)에 대하여 상하 및 전후 방향으로 회전 운동 가능하게 연결되며, 버킷(35)은 아암(16)에 대하여 상하 및 전후 방향으로 회전 운동 가능하게 연결되어 있다. 또한, 붐(205)은 붐 실린더(34)의 신축에 의해 상부 선회체(202)에 대하여 회전 운동하고, 아암(16)은 아암 실린더(9)의 신축에 의해 붐(205)에 대하여 회전 운동하고, 버킷(35)은 버킷 실린더(18)의 신축에 의해 아암(16)에 대하여 회전 운동한다.
도 1은, 본 발명의 제 1 실시형태의 작업 기계에 구비된 유압 시스템을 나타내는 도이다. 또한, 도 1은, 아암 실린더(9)에 관계되는 회로 부분만을 나타내고 있으며, 도시의 간략화를 위해, 아암 실린더(9) 이외의 액추에이터(도 1에 나타내는 붐 실린더(34), 버킷 실린더(18), 선회 모터(202a), 좌우의 주행 모터(201c,201d))에 관계되는 회로 부분의 도시를 생략하고 있다.
도 1에 있어서, 본 실시형태에 있어서의 유압 시스템은, 엔진(50)과, 이 엔진(50)에 의해 구동되는 가변 용량형의 유압 펌프(1)와, 유압 펌프(1)의 토출 유량을 제어하는 펌프 유량 제어 장치(20)와, 유압 펌프(1)의 압유 공급관로(2)에 접속된 방향 제어 밸브(4)와, 아암(16)을 구동하는 상기 서술한 아암 실린더(9)와, 방향 제어 밸브(4)를 아암 실린더(9)의 보텀측실(9b)에 접속하는 보텀관로(5)와, 방향 제어 밸브(4)를 아암 실린더(9)의 로드측실(9r)에 접속하는 로드관로(6)와, 방향 제어 밸브(4)를 탱크(15)에 접속하는 센터 바이패스관로(7)와, 방향 제어 밸브(4)를 탱크(15)에 접속하는 탱크관로(8)와, 탱크관로(8)에 배치된 재생 제어 장치인 전자(電磁) 밸브 타입의 재생 밸브(12)와, 재생 밸브(12)의 상류측에 있어서 탱크관로(8)를 압유 공급관로(2)에 접속하는 재생관로(10)와, 재생관로(10)에 배치되며, 탱크관로(8)로부터 압유 공급관로(2)에는 압유가 흐르며, 역방향의 압유의 흐름은 저지하는 체크 밸브(11)를 구비하고 있다.
아암(16)에는, 아암(16)의 자세 정보를 취득하는 자세 정보 취득 장치로서, 수평면으로부터의 아암(16)의 각도를 측정하기 위한 관성 계측 장치(IMU)(31)가 장착되어 있다. 이 관성 계측 장치(31)는, 3차원의 각(角)속도와 가속도를 측정할 수 있는 장치이며, 그들의 정보를 이용하여 수평면에 대한 아암(16)의 각도를 구할 수 있다.
또한, 유압 시스템은, 도 29에 나타낸 캐빈(202b) 내에 배치된 조작 장치의 1개인 조작 레버 장치(21)를 구비하며, 조작 레버 장치(21)는 조작 레버(21a)와, 조작 레버(21a)의 기단부(基端部)에 장착된 파일럿 밸브(13)로 구성되어 있다. 파일럿 밸브(13)는, 파일럿관로(22)를 개재하여 방향 제어 밸브(4)의 아암 크라우드 방향 작동의 조작 포트(4c)에, 파일럿관로(23)를 개재하여 아암 덤프 방향 작동의 조작 포트(4d)에 각각 접속되어 있으며, 조작 레버(21a)의 조작량에 따른 압력이, 파일럿 밸브(13)로부터 방향 제어 밸브(4)의 조작 포트(4c) 또는 조작 포트(4d)로 유도된다.
압유 공급관로(2)에는, 유압 펌프(1)의 토출압을 취득하는 압력 정보 취득 장치로서, 유압 펌프(1)의 토출압을 측정하기 위한 압력 센서(3)가 장착되어 있다.
파일럿관로(22)에는, 아암 실린더(9)의 작동 방향을 취득하는 작동 방향 정보 취득 장치 및 오퍼레이터의 조작에 의거하는 조작 레버 장치(21)의 조작량을 취득하는 조작량 정보 취득 장치로서, 조작 포트(4c)에 전달되는 압력을 검출하기 위한 압력 센서(14)가 장착되어 있다.
압력 센서(3)와 압력 센서(14)와 관성 계측 장치(31)는 컨트롤러(19)에 전기적으로 접속되고, 컨트롤러(19)는 펌프 유량 제어 장치(20)와 재생 밸브(12)의 솔레노이드에 전기적으로 접속되어 있다. 컨트롤러(19)는, 프로그램이 갖추어진 CPU(19a)를 가지며, 컨트롤러(19)에 입력된 압력 센서(3)와 압력 센서(14)와 관성 계측 장치(31)의 검출값에 대하여, 그 프로그램에 의거하여 소정의 연산 처리를 행하여, 펌프 유량 제어 장치(20)와 재생 밸브(12)의 솔레노이드에 제어 신호를 생성한다.
아암(16)은 자유 낙하 방향으로 동작할 수 있는 제 1 프론트 부품이며, 아암 실린더(9)는 그 제 1 프론트 부품(아암(16))을 구동하기 위한 유압 실린더 타입의 제 1 액추에이터이다. 여기에서, 「자유 낙하 방향」이란, 아암(16)이 아암(16)과 버킷(35)의 중량(버킷(35)이 토사를 보지(保持)하고 있는 경우에는, 토사의 중량을 포함한다)에 의해 붐(205)과의 회전 운동 지지점 둘레에 연직 방향 하방을 향하여 자유 낙하하는 동작 방향을 의미하고, 「아암(16)이 자유 낙하 방향으로 동작한다」는 「아암(16)이 연직 방향 하방을 향하여 동작한다」라고 바꿔 말할 수도 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 재생관로(10)와 체크 밸브(11)는, 제 1 액추에이터(아암 실린더(9))의 압유 배출측(로드측실(9r))으로부터 배출된 압유를 제 2 액추에이터의 압유 공급측에 공급하는 재생 회로(41)를 구성한다. 본 실시형태에 있어서, 제 2 액추에이터는 제 1 액추에이터와 같은 액추에이터(아암 실린더(9))이며, 아암 실린더(9)는 제 1 액추에이터와 제 2 액추에이터를 겸하고 있다. 또한, 재생 밸브(12)는, 재생 회로(41)의 재생 상태를 제어하는 재생 제어 장치를 구성한다.
이어서, 본 실시형태의 기본 동작에 대해서, 도 1로부터 도 3을 이용하여 설명한다.
도 1은, 조작 레버(21a)에 입력이 없고, 방향 제어 밸브(4)를 개재하여 압유 공급관로(2)와 센터 바이패스관로(7)가 연통(連通)하고, 또한 재생 밸브(12)가 연통 위치에 있는 경우를 나타내고 있다. 이 경우, 유압 펌프(1)로부터의 압유는 압유 공급관로(2)를 통과하고, 방향 제어 밸브(4)를 통과하여 센터 바이패스관로(7)에 흘러, 그 후 탱크(15)로 되돌려진다.
도 2는, 조작 레버(21a)의 아암 덤프 방향의 입력으로 방향 제어 밸브(4)의 조작 포트(4d)에 전달되는 압력이 증가하여, 압유 공급관로(2)와 로드관로(6)가 연통하며, 보텀관로(5)와 탱크관로(8)가 연통하고, 또한 재생 밸브(12)가 연통 위치에 있는 경우를 나타내고 있다. 이 경우, 유압 펌프(1)로부터의 압유는 압유 공급관로(2)를 통과하고, 방향 제어 밸브(4)를 통과하여 로드관로(6)에 흘러서 아암 실린더(9)의 로드측실(9r)에 유입한다. 그와 동시에, 아암 실린더(9)의 보텀측실(9b)으로부터 배출된 압유는 보텀관로(5)를 통과하고, 방향 제어 밸브(4)를 통과하여 탱크관로(8)로 보내진다. 여기에서, 재생 밸브(12)가 연통 위치에 있기 때문에, 탱크관로(8)의 압유는 재생 밸브(12)를 통과하여 탱크(15)로 되돌려진다.
도 3은, 조작 레버(21a)의 아암 크라우드 방향의 입력으로 방향 제어 밸브(4)의 조작 포트(4c)에 가해지는 압력이 증가하고, 압유 공급관로(2)와 보텀관로(5)가 연통하고, 로드관로(6)와 탱크관로(8)가 연통하고, 또한 재생 밸브(12)가 차단 위치에 있는 경우를 나타내고 있다. 이 경우, 유압 펌프(1)로부터의 압유는 압유 공급관로(2)를 통과하고, 방향 제어 밸브(4)를 통과하여 보텀관로(5)에 흘러서 아암 실린더(9)의 보텀측실(9b)에 유입한다. 그와 동시에, 아암 실린더(9)의 로드측실(9r)로부터 배출된 압유는 로드관로(6)를 통과하고, 방향 제어 밸브(4)를 통과하여 탱크관로(8)로 보내진다. 여기에서, 재생 밸브(12)가 차단 위치에 있기 때문에, 탱크관로(8)의 압유는 재생관로(10)와 체크 밸브(11)를 통과하여 유압 펌프(1)의 압유 공급관로(2)에 재생된다. 재생 밸브(12)는, 아암(16)이 중력으로 자유 낙하 방향으로 동작하는 경우에는 차단 위치에 있고, 그렇지 않을 경우에는 연통 위치로 전환되도록 제어된다. 재생 밸브(12)가 연통 위치에 있는 경우에는, 탱크관로(8)의 압유는 재생 밸브(12)를 통과하여 탱크(15)로 되돌려진다.
이어서, 도 3과 같이 재생 밸브(12)가 차단 위치에 있어서 재생 회로(41)가 재생 상태에 있는 경우의 재생 유량과 유압 펌프(1)의 토출 유량의 관계를, 도 4를 이용하여 설명한다. 도 4의 그래프의 세로축은 유량, 가로축은 수평면에 대한 아암(16)의 각도이다. 점선은 유압 펌프(1)의 토출 유량, 파선은 재생 유량, 실선은 그 합계 유량이다. 도 4에 나타나 있는 바와 같이, 아암(16)의 각도가 수평에 가까울수록 재생 유량은 증가하고, 아암(16)의 각도가 연직에 가까울수록 재생 유량은 감소한다. 본 실시형태에서는, 그에 맞춰서, 아암(16)의 각도가 수평에 가까울수록 유압 펌프(1)의 토출 유량을 감소시키고, 아암(16)의 각도가 연직에 가까울수록 유압 펌프(1)의 토출 유량을 증가시키도록 제어함으로써, 아암 실린더(9)의 보텀측실(9b)에 유입되는 유량의 변화를 작게 한다.
이어서, 본 실시형태에 있어서, 유압 펌프(1)의 토출 유량의 저감 제어를 행하지 않는 조건에 대하여 설명한다.
우선, 조작 레버(21a)에의 입력이 없으며 방향 제어 밸브(4)의 조작 포트(4c)에 압력이 유도되어 있지 않은 조건 1과, 재생 회로(41)에 의한 재생이 행해지고 있지 않은 조건 2에 있어서는, 유압 펌프(1)의 토출 유량의 저감 제어를 행하지 않는다. 또한, 캐비테이션이 발생할 가능성이 있는 조건 3에 있어서도 유압 펌프(1)의 토출 유량의 저감 제어를 행하지 않는다. 여기에서, 캐비테이션이 발생할 가능성이 있는 조건 3에 대해서, 도 5를 이용하여 설명한다.
도 5는, 수평면에 대한 아암(16)의 각도와 아암 실린더(9)의 보텀측실(9b)의 압력의 관계를 나타내고 있다. 점선은 프론트 작업기(203)에 통상의 버킷(35)이 장착되어 있으며 또한 유압 펌프(1)의 토출 유량을 저감하지 않았을 경우(조작 레버(21a)의 조작량에 따라 유압 펌프(1)의 토출 유량이 증대하도록 제어되는 경우), 파선은 버킷(35)을 대신하여 무거운 어태치먼트가 장착되어 있으며 또한 유압 펌프(1)의 토출 유량을 저감하지 않았을 경우, 실선은 무거운 어태치먼트가 장착되어 있으며 또한 유압 펌프(1)의 토출 유량을 저감하였을 경우를, 각각 나타내고 있다.
유압 펌프(1)의 토출 유량을 저감한 경우에는, 저감하지 않았을 경우보다도 아암 실린더(9)의 보텀측실(9b)의 압력은 저하된다. 또한, 무거운 어태치먼트가 장착되어 있는 경우에는, 통상의 버킷이 장착되어 있는 경우보다도 아암 실린더(9)에 가해지는 외력이 커지므로, 아암 실린더(9)의 보텀측실(9b)의 압력이 더욱 저하된다.
그 때문에, 도 5의 긴 원으로 둘러싼 부분과 같이, 무거운 어태치먼트가 장착되어 있으며 또한 유압 펌프(1)의 토출 유량을 저감한 경우에는, 아암 실린더(9)의 보텀측실(9b)의 압력이 부의 값이 되어, 캐비테이션이 발생할 가능성이 있다.
그래서, 도 5의 긴 원으로 둘러싼 부분의 범위에서는 유압 펌프(1)의 토출 유량을 저감하지 않고 파선 상을 추이시키고, 긴 원으로 둘러싼 부분 이외의 범위에서는 유압 펌프(1)의 토출 유량을 저감하여 실선 상을 추이시키도록 제어함으로써, 연비를 저감하면서 캐비테이션을 방지할 수 있다.
이상과 같이 본 실시형태에 있어서는, 유압 펌프(1)의 토출 유량을 저감하면 아암 실린더(9)의 보텀측실(9b)의 압력이 부의 값이 될 때에는, 유압 펌프(1)의 토출 유량의 저감 제어를 행하지 않는 것으로 한다.
또한, 본 실시형태의 경우에는, 아암 실린더(9)의 보텀측실(9b)의 압력을 직접 계측하고 있고 않지만, 도 3의 상태에서는, 아암 실린더(9)의 보텀측실(9b)의 압력과, 방향 제어 밸브(4)를 개재하여 보텀관로(5)와 접속하고 있는 압유 공급관로(2)의 압력이 소정의 관계에 있기 때문에, 압유 공급관로(2)의 압력을 측정하는 압력 센서(3)의 값을 이용함으로써, 아암 실린더(9)의 보텀측실(9b)의 압력의 판정이 가능하게 된다.
이어서, 컨트롤러(19)의 처리 내용을, 도 6의 기능 블록도를 이용하여 설명한다.
컨트롤러(19)는, 재생 제어 연산부(19b)와 펌프 유량 제어 연산부(19c)의 기능을 구비하고 있다.
재생 제어 연산부(19b)는, 관성 계측 장치(31)로부터 아암(16)의 자세 정보인 아암 각도 정보를, 압력 센서(14)로부터 조작 포트(4c)의 압력 정보(작동 방향 정보)를, 각각 입력하여, 재생 밸브(12)의 여자(勵磁) 목표값을 연산한다. 그리고 그 목표값의 신호를, 재생 밸브(12)의 솔레노이드와 펌프 유량 제어 연산부(19c)에 출력한다.
펌프 유량 제어 연산부(19c)는, 관성 계측 장치(31)로부터 아암 각도 정보를, 재생 제어 연산부(19b)로부터 재생 밸브(12)의 솔레노이드의 여자 목표값 정보를, 압력 센서(14)로부터 방향 제어 밸브(4)의 조작 포트(4c)의 압력 정보(조작량 정보)를, 압력 센서(3)로부터 유압 펌프(1)의 토출압 정보를, 각각 입력하여, 유압 펌프(1)의 토출 유량 목표값을 연산한다. 그리고 그 목표값의 신호를, 펌프 유량 제어 장치(20)에 출력한다.
이어서, 재생 제어 연산부(19b)의 처리 내용을, 도 7과 도 8을 이용하여 설명한다.
도 7은 재생 제어 연산부(19b)의 처리 플로우를 나타내고 있으며, 예를 들면 컨트롤러(19)가 동작하고 있는 동안, 소정의 연산 사이클로 그 처리 플로우가 반복된다.
컨트롤러(19)가 기동되면, 단계 S101에 있어서 재생 제어 연산부(19b)의 연산 처리가 개시된다.
우선, 재생 제어 연산부(19b)는, 단계 S102에 있어서, 조작 포트(4c)의 압력이 소정의 문턱값 이상인지를 판정한다. 이 판정은, 아암(16)이 자유 낙하 방향으로 동작하고 있는지 아닌지를 판정하는 것이며, 조작 포트(4c)압이 소정의 문턱값 이상이었을 경우, 단계 S102에 있어서 Yes라고 판정하여, 단계 S103의 처리로 진행된다.
단계 S103에서는, 아암(16)의 자세가 연직 방향 하방까지 이르러 있지 않은지를 판정한다. 아암(16)의 자세가 연직 방향 하방까지 이르러 있지 않은 경우, 단계 S104의 처리로 진행한다.
단계 S104에서는, 아암 실린더(9)의 재생 제어를 행한다고 판정한다. 이 경우, 재생 제어 연산부(19b)는 재생 밸브(12)의 솔레노이드를 여자하기 위한 여자 목표값을 연산하고, 그 신호를 출력한다.
단계 S102 또는 S103에서 No라고 판정된 경우, 단계 S105의 처리로 진행된다. 단계 S105에서는, 아암 실린더(9)의 재생 제어를 행하지 않는다고 판정한다. 이 경우, 재생 제어 연산부(19b)는 재생 밸브(12)의 솔레노이드를 여자하지 않는 여자 목표값을 연산하고, 그 신호를 출력한다.
이어서, 도 7의 단계 S102에 있어서의 소정의 문턱값에 대해서, 도 8을 이용하여 설명한다. 도 8은 방향 제어 밸브(4)의 미터 인 개구 면적 특성을 나타내고 있다. 가로축은 조작 포트(4c)의 압력, 세로축은 미터 인 개구 면적을 나타내고 있다.
조작 포트(4c)의 압력이 도면 중의 값 Pth1 이상으로 되면, 방향 제어 밸브(4)의 미터 인 개구는 0이 아니게 되어, 보텀관로(5)를 개재하여 아암 실린더(9)의 보텀측실(9b)에 압유가 공급된다. 따라서, 소정의 문턱값을 Pth1이라고 한다.
이어서, 펌프 유량 제어 연산부(19c)의 처리 내용을, 도 9와 도 10과 도 11과 도 12를 이용하여 설명한다.
도 9는 펌프 유량 제어 연산부(19c)의 처리 내용을 나타내는 기능 블록도이다.
펌프 유량 제어 연산부(19c)는, 기준 펌프 유량 연산부(24), 유량 저감 무효 연산부(25), 펌프 유량 저감량 연산부(26), 승산부(37), 감산부(38)의 기능을 가지고 있다.
우선, 기준 펌프 유량 연산부(24)는, 조작 포트(4c)의 압력을 입력하여, 유압 펌프(1)의 기준 펌프 유량을 연산한다. 도 10은 조작 포트(4c)의 압력과 유압 펌프(1)의 기준 펌프 유량의 관계를 나타내는 도이다. 기준 펌프 유량은, 조작 포트(4c)의 압력이 상승함에 따라 증가하도록 설정되어 있다. 기준 펌프 유량 연산부(24)는, 그러한 조작 포트(4c)의 압력과 유압 펌프(1)의 기준 펌프 유량의 관계를 기억한 테이블을 가지며, 조작 포트(4c)의 압력을 그 테이블에 입력하여, 유압 펌프(1)의 기준 펌프 유량을 연산한다.
이어서, 펌프 유량 저감량 연산부(26)는, 수평면에 대한 아암의 각도를 입력하여, 유압 펌프(1)의 토출 유량의 저감량을 연산한다. 도 11은, 도 9의 펌프 유량 저감량 연산부(26)의 연산에 이용하는 아암 각도와 펌프 유량 저감량의 관계를 나타내고 있다. 펌프 유량 저감량은, 아암(16)의 각도가 수평에 가까울수록 크고, 연직 방향 하방에 가까울수록 작아져, 연직 방향 하방이 되면 0이 되도록 설정되어 있다. 펌프 유량 저감량 연산부(26)는, 그러한 관계를 기억한 테이블을 가지며, 아암의 각도를 입력하여, 유압 펌프(1)의 토출 유량의 저감량을 연산한다. 이와 같이 함으로써, 아암(16)이 수평에 가까우며, 재생관로(10)를 흐르는 압유의 양이 많을 때에 유압 펌프(1)의 토출 유량이 저감되어, 유압 펌프(1)의 출력이 내려감으로써 연비가 향상된다. 또한, 아암이 연직 방향 하방에 이르러, 재생 밸브(12)의 솔레노이드가 비(非)여자 상태가 되어서 재생관로(10)를 흐르는 압유의 유량이 없어져도, 유압 펌프(1)의 토출 유량이 연속적으로 증가하기 때문에 속도가 떨어지기 어려워진다.
이어서, 유량 저감 무효 연산부(25)는, 유압 펌프(1)의 토출압과 재생 밸브(12)의 여자 목표값을 입력하여, 유압 펌프(1)의 토출 유량의 저감 무효 연산을 행한다. 이 때, 유압 펌프(1)의 토출 유량의 저감을 무효로 하는 경우에는 0을 출력하고, 무효로 하지 않는 경우에는 1을 출력한다.
도 12는, 도 9의 유량 저감 무효 연산부(25)의 처리 플로우를 나타내고 있다. 이는, 예를 들면 컨트롤러(19)가 동작하고 있는 동안, 소정의 연산 사이클로 그 처리 플로우가 반복된다.
컨트롤러(19)가 기동되면, 단계 S201에 있어서 유량 저감 무효 연산부(25)의 연산 처리가 개시된다.
우선, 유량 저감 무효 연산부(25)는 단계 S203에 있어서, 유압 펌프(1)의 토출압이 소정의 문턱값 이상인지를 판정한다. 이는, 아암 실린더(9)의 보텀측실(9b)의 압력이 부의 값이 되어서 캐비테이션이 발생하지 않도록 하기 위한 판정이다. 유압 펌프(1)의 토출압이 소정의 문턱값 이상이었을 경우, 단계 S203에 있어서 Yes라고 판정하여, 단계 S204의 처리로 진행된다.
단계 S204에서는, 재생 밸브(12)의 솔레노이드가 여자되어 있는지를 판정한다. 재생 밸브(12)의 솔레노이드를 여자하는 신호를 입력하고 있는 경우, 단계 S204에 있어서 Yes라고 판정하여, 단계 S205의 처리로 진행된다. 단계 S203, S204의 어느 것에서 No라고 판정된 경우, 단계 S206의 처리로 진행한다.
단계 S205에서는, 유압 펌프(1)의 토출 유량의 저감을 행한다고 판정하여, 1을 출력한다. 단계 S206에서는, 유압 펌프(1)의 토출 유량의 저감을 행하지 않는다고 판정하여, 0을 출력한다.
이어서, 도 12에 있어서의 단계 S203의 소정의 문턱값에 대해서, 도 13을 이용하여 설명한다.
도 13은, 무거운 어태치먼트를 장착한 상태에서 유압 펌프(1)의 토출 유량을 저감하였을 경우의, 유압 펌프(1)의 토출압과 아암 실린더(9)의 보텀측실(9b)의 압력의 관계를 나타내고 있다. 배관 손실에 의해, 아암 실린더(9)의 보텀측실(9b)의 압력은 유압 펌프(1)의 토출압보다 작은 값이 된다. 그 압력차의 값이 ΔP1인 것으로 하면, 아암 실린더(9)의 보텀측실(9b)의 압력이 0㎫가 될 때의 유압 펌프(1)의 토출압은 ΔP1이 된다. 이 값 ΔP1을 소정의 문턱값으로 한다.
이상과 같이 펌프 유량 저감량 연산부(26)에서 유압 펌프(1)의 토출 유량의 저감량을 연산하고, 유량 저감 무효 연산부(25)에서 유압 펌프(1)의 토출 유량의 저감 무효 연산을 행한 후, 펌프 유량 저감량 연산부(26)의 출력과 유량 저감 무효 연산부(25)의 출력을 승산부(37)에서 곱하고, 그 값을 감산부(38)에 있어서, 기준 펌프 유량 연산부(24)의 출력값으로부터 뺀다. 이 값이 최종적인 유압 펌프(1)의 토출 유량의 목표값이 된다.
이상과 같이 구성한 본 실시형태에 있어서는, 아암(16)의 각도가 수평에 가까울 때에는 유압 펌프(1)의 토출 유량을 저감하고, 아암(16)의 각도가 연직 방향 하방에 접근함에 따라서 유압 펌프(1)의 토출 유량을 연속적으로 증가시키도록 제어함으로써, 유압 펌프(1)의 출력을 내려서 연비를 향상시키면서, 아암(16)의 속도 저하를 억제하여 조작성을 유지할 수 있다.
또한 프론트 작업기(203)에 무거운 어태치먼트가 장착되어 있는 경우에도, 유압 펌프(1)의 토출압이 소정의 문턱값 이상이 아닌 경우에는 유압 펌프(1)의 토출 유량의 저감을 행하지 않기 때문에, 아암 실린더(9)의 보텀측실(9b)의 압력이 부의 값이 되지 않아, 연비를 저감하면서 캐비테이션을 방지할 수 있다.
또한, 도 7의 단계 S102에 있어서, 압력 센서(14) 대신에 관성 계측 장치(31)로부터의 아암 각도의 정보를 이용하고, 아암(16)이 자유 낙하 방향으로 동작하고 있는지(연직 방향 하방을 향하여 동작하고 있는지) 아닌지를 판정할 수도 있다. 그 경우에는, 도 6의 재생 제어 연산부(19b)에는 조작 포트(4c)의 압력 대신에 관성 계측 장치(31)로부터 아암 각도가 입력된다. 또한, 도 7의 단계 S103에 있어서, 관성 계측 장치(31)로부터의 아암 각도의 정보를 이용하고, 예를 들면 1단계 전의 아암 각도와 현재의 아암 각도를 비교하여, 아암(16)이 연직 방향 하방을 향하여 동작하고 있는지 아닌지를 판정한다. 이에 의해 도 6의 재생 제어 연산부(19b)에서는, 조작 포트(4c)의 압력을 이용하지 않고, 관성 계측 장치(31)로부터의 정보만을 이용하여 아암 실린더(9)의 재생 제어를 행할 것인지 아닌지를 판정할 수 있다.
또한, 압력 센서(14) 대신에 방향 제어 밸브(4)의 스트로크량을 측정하는 스트로크 센서(이동량 측정 장치)로부터의 정보를 이용하여, 아암(16)이 자유 낙하 방향으로 동작하고 있는지 아닌지를 판정할 수도 있다. 그 경우, 도 6의 재생 제어 연산부(19b)에는 조작 포트(4c)의 압력 대신에 방향 제어 밸브(4)의 스트로크량이 입력된다. 또한, 도 7의 단계 S103에 있어서, 방향 제어 밸브(4)의 스트로크량을 이용하여 아암(16)이 연직 방향 하방을 향하여 동작하고 있는지 아닌지를 판정한다.
또한, 조작 레버 장치(21)가 조작 레버(21a)의 조작량에 따른 전기 신호를 출력하는 전기식이며, 컨트롤러(19)에 있어서 방향 제어 밸브(4)의 이동량의 지령값이 연산되는 경우에는, 그 지령값을 이용하여 아암(16)의 동작 방향을 판정할 수도 있다. 그 경우, 도 6의 재생 제어 연산부(19b)에는 조작 포트(4c)의 압력 대신에 방향 제어 밸브(4)의 이동량의 지령값이 입력된다. 또한, 도 7의 단계 S103에 있어서, 방향 제어 밸브(4)의 이동량의 지령값이 문턱값 이상인지 아닌지를 판정함으로써, 아암(16)이 연직 방향 하방을 향하여 동작하고 있는지 아닌지를 판정한다.
<제 2 실시형태>
본 발명의 제 2 실시형태에 의한 작업 기계의 유압 시스템을 도 14 및 도 15를 이용하여 설명한다. 또한, 제 1 실시형태와 마찬가지의 개소에 관해서는 설명을 생략한다.
도 14에 나타내는 본 실시형태에 있어서, 제 1 실시형태와 다른 개소는, 압유 공급관로(2)에 장착되어 있는 압력 센서(3) 대신에, 아암 실린더(9)(제 1 액추에이터)의 압유 유입측의 압력을 취득하는 압력 정보 취득 장치로서, 아암 실린더(9)의 보텀측실(6b)의 압력을 측정하기 위한 압력 센서(30)가 보텀관로(5)에 장착되어 있는 점이다. 압력 센서(30)는, 컨트롤러(19)에 전기적으로 접속되어 있다.
도 15는, 제 2 실시형태에 있어서의 유량 저감 무효 연산부(25)의 처리 플로우를 나타내고 있다. 도 15에 있어서, 제 1 실시형태의 도 12와 다른 점은, 단계 S203이 단계 S207로 치환되어 있는 점이다. 단계 S203에서는, 유압 펌프(1)의 토출압이 소정의 문턱값 이상인지를 판정하고 있었지만, 단계 S207에서는 압력 센서(30)에서 측정한 아암 실린더(9)의 보텀압이 소정의 문턱값(예를 들면 0㎫) 이상인지를 판정하고 있다. 이에 의해, 제 1 실시형태보다도 캐비테이션의 발생 조건을 보다 정확하게 검지할 수 있다.
본 실시형태에 의하면, 제 1 실시형태보다도 아암 실린더(9)의 보텀측실(9b)의 압력을 보다 정확하게 측정할 수 있기 때문에, 캐비테이션을 보다 효율적으로 회피할 수 있다.
<제 3 실시형태>
본 발명의 제 3 실시형태에 의한 작업 기계의 유압 시스템을 도 16으로부터 도 18을 이용하여 설명한다. 또한, 제 1 실시형태와 마찬가지의 개소에 관해서는 설명을 생략한다.
우선, 제 3 실시형태의 구성에 대해서, 도 16을 이용하여 설명한다. 제 1 실시형태와 다른 개소는, 자세 정보 취득 장치로서, 아암(16)에 장착된 관성 계측 장치(31) 대신에, 수평면에 대한 차체(하부 주행체(201)와 상부 선회체(202))의 각속도를 측정하는 각속도 센서(27)와, 차체와 붐이 이루는 각도를 측정하는 각도 센서(28)와, 붐과 아암이 이루는 각도를 측정하는 각도 센서(29)가 장착되어 있는 점이다. 각속도 센서(27)는, 각 시점에 있어서의 차체의 각속도를 검출하고, 그것을 적분함으로써 수평면에 대한 차체의 각도를 구하는 것이다. 각속도 센서(27), 각도 센서(28), 각도 센서(29)는, 각각 컨트롤러(19)와 전기적으로 접속되어 있다.
이어서, 컨트롤러(19)의 처리 내용에 대해서, 도 17을 이용하여 설명한다. 제 1 실시형태와 다른 점은, 컨트롤러(19)가 아암 각도 연산부(19d)를 추가로 구비하고, 관성 계측 장치(31)로부터 입력되는 자세 정보 대신에, 각속도 센서(27), 각도 센서(28), 각도 센서(29)로부터의 정보가 입력되며, 그들을 이용하여 아암 각도 연산부(19d)에서 아암의 자세 정보가 연산되어 있는 점이다. 재생 제어 연산부(19b) 및 펌프 유량 제어 연산부(19c)는, 아암 각도 연산부(19d)로부터 출력되는 아암(16)의 자세 정보를 기초로 하여, 제 1 실시형태와 마찬가지의 연산을 행한다.
이어서, 아암 각도 연산부(19d)의 연산 내용에 대해서, 도 18을 이용하여 설명한다. 아암 각도 연산부(19d)에서는, 각속도 센서(27)로부터 수평면에 대한 차체의 기울기 θbody, 각도 센서(28)로부터 차체와 붐(205)의 연결점과 아암(16)과 붐(205)의 연결점이 이루는 직선과 차체의 각도 θB, 각도 센서(29)로부터 아암(16)과 붐(205)의 연결점과 아암(16)과 버킷(35)의 연결점이 이루는 직선과 차체와 붐의 연결점과 아암(16)과 붐(205)의 연결점이 이루는 직선이 이루는 각도 θA를 취득한다. 이 때, 도 16에 기재하고 있는 식 (1)에 의해, 수평면에 대한 아암의 각도 θArm을 구할 수 있다.
본 실시형태에 의해서도, 제 1 실시형태와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
<제 4 실시형태>
본 발명의 제 4 실시형태에 의한 작업 기계의 유압 시스템을 도 19 및 도 20을 이용하여 설명한다. 또한, 제 1 실시형태와 마찬가지의 개소에 관해서는 설명을 생략한다.
우선, 제 4 실시형태의 구성에 대해서, 도 19를 이용하여 설명한다. 제 1 실시형태와 다른 개소는, 자세 정보 취득 장치로서, 아암(16)에 장착된 관성 계측 장치(31) 대신에, 수평면에 대한 차체(하부 주행체(201)와 상부 선회체(202))의 각속도를 측정하는 각속도 센서(27)와, 붐 실린더(34)의 스트로크 길이를 측정하기 위한 스트로크 센서(32)와, 아암 실린더(9)의 스트로크 길이를 측정하기 위한 스트로크 센서(33)가 장착되어 있는 점이다. 각속도 센서(27)와 스트로크 센서(32,33)는, 각각 컨트롤러(19)와 전기적으로 접속되어 있다.
이어서, 컨트롤러(19)의 처리 내용에 대해서, 도 20을 이용하여 설명한다. 제 1 실시형태와 다른 점은, 컨트롤러(19)가 아암 각도 연산부(19d)를 추가로 구비하고, 관성 계측 장치(31)로부터의 자세 정보 대신에, 각속도 센서(27), 스트로크 센서(32), 스트로크 센서(33)로부터의 정보가 입력되고, 그들을 이용하여 아암 각도 연산부(19d)에서 아암의 자세 정보가 연산되어 있는 점이다. 재생 제어 연산부(19b) 및 펌프 유량 제어 연산부(19c)는, 아암 각도 연산부(19d)로부터 출력되는 아암(16)의 자세 정보를 기초로 하여, 제 1 실시형태와 마찬가지의 연산을 행한다.
이어서, 아암 각도 연산부(19d)의 연산 내용에 대하여 설명한다. 아암 각도 연산부(19d)에서는, 미리, 스트로크 센서(32)의 출력값과 도 18의 각도 θB의 관계, 및 스트로크 센서(33)와 도 18의 각도 θA의 관계를 구해 둔다. 그리고 동작 중, 스트로크 센서(32,33)의 실측값으로부터 각도 θB, θA를 구하는 것과 함께, 각속도 센서(27)로부터 도 18의 차체의 기울기 θbody를 취득한다. 그리고, 도 18의 식 (1)을 이용하여 수평면에 대한 아암의 각도 θArm을 구한다.
본 실시형태에 의해서도, 제 1 실시형태와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
<제 5 실시형태>
본 발명의 제 5 실시형태에 의한 작업 기계의 유압 시스템을 도 21로부터 도 24를 이용하여 설명한다. 또한, 제 1 실시형태와 마찬가지의 개소에 관해서는 설명을 생략한다.
우선, 제 5 실시형태의 유압 시스템의 회로 구성에 대해서, 도 21 및 도 22를 이용하여 설명한다. 도 21은, 유압 시스템의 아암 실린더(9)와 관련되는 회로 부분을 나타내는 도면이고, 도 22는, 유압 시스템의 버킷 실린더(18)와 관련되는 회로 부분을 나타내는 도이다.
본 실시형태에 있어서, 제 1 실시형태와 다른 점은, 재생 회로(71)의 설치 위치이다.
즉, 본 실시형태에 있어서의 유압 시스템은, 도 21에 나타내는 재생 밸브(12)의 상류측에 있어서 탱크관로(8)를 도 22에 나타내는 유압 펌프(101)의 압유 공급관로(102)에 접속하는 재생관로(60)와, 재생관로(60)에 배치되며, 탱크관로(8)로부터 압유 공급관로(102)에는 압유가 흐르며, 역방향의 압유의 흐름은 저지하는 체크 밸브(61)를 구비하며, 재생관로(60)와 체크 밸브(61)로 재생 회로(71)를 구성하고 있다.
또한 도 22에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 있어서의 유압 시스템은, 엔진(50)에 의해 구동되는 가변 용량형의 상기 서술한 유압 펌프(101)와, 유압 펌프(101)의 토출 유량을 제어하는 펌프 유량 제어 장치(120)와, 유압 펌프(101)의 압유 공급관로(102)에 접속된 방향 제어 밸브(104)와, 도 29에 나타낸 버킷(35)을 구동하는 버킷 실린더(18)와, 방향 제어 밸브(4)를 버킷 실린더(18)의 보텀측실(18b)에 접속하는 보텀관로(105)와, 방향 제어 밸브(104)를 버킷 실린더(18)의 로드측실(9r)에 접속하는 로드관로(106)와, 방향 제어 밸브(104)를 탱크(15)에 접속하는 센터 바이패스관로(107)와, 방향 제어 밸브(104)를 탱크(15)에 접속하는 탱크관로(108)를 구비하고 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서의 유압 시스템은, 도 29에 나타낸 캐빈(202b) 내에 배치된 조작 장치의 1개인 조작 레버 장치(121)를 구비하고, 조작 레버 장치(121)는 조작 레버(121a)와, 조작 레버(121a)의 기단부에 장착된 파일럿 밸브(113)로 구성되어 있다. 파일럿 밸브(113)는, 파일럿관로(122)를 개재하여 방향 제어 밸브(104)의 버킷 크라우드 방향 작동의 조작 포트(104c)에, 파일럿관로(123)를 개재하여 버킷 덤프 방향 작동의 조작 포트(104d)에 각각 접속되어 있으며, 조작 레버(121a)의 조작량에 따른 압력이, 파일럿 밸브(113)로부터 방향 제어 밸브(104)의 조작 포트(104c) 또는 조작 포트(104d)로 유도된다.
압유 공급관로(102)에는, 유압 펌프(101)의 토출압을 취득하는 압력 정보 취득 장치로서, 유압 펌프(101)의 토출압을 측정하기 위한 압력 센서(103)가 장착되어 있다.
파일럿관로(122)에는, 버킷 실린더(18) 방향을 취득하는 작동 방향 정보 취득 장치 및 오퍼레이터의 조작에 의거하는 조작 레버 장치(121)의 조작량을 취득하는 조작량 정보 취득 장치로서, 조작 포트(104c)에 전달되는 압력을 검출하기 위한 압력 센서(114)가 장착되어 있다.
압력 센서(103)와 압력 센서(114)는, 도 21에 나타낸 압력 센서(14) 및 관성 계측 장치(31)와 함께 컨트롤러(19)에 전기적으로 접속되고, 컨트롤러(19)는 펌프 유량 제어 장치(120)와 재생 밸브(12)의 솔레노이드에 전기적으로 접속되어 있다. 컨트롤러(19)는, 프로그램이 갖추어진 CPU(19a)를 가지며, 압력 센서(103)와 압력 센서(14,114)와 관성 계측 장치(31)의 검출값을 입력하고, 그 프로그램에 의거하여 소정의 연산 처리를 행하여, 펌프 유량 제어 장치(120)와 재생 밸브(12)의 솔레노이드에 제어 신호를 출력한다.
재생관로(60)와 체크 밸브(61)로 구성되는 재생 회로(71)는, 제 1 액추에이터인 아암 실린더(9)의 압유 배출측(로드측실(9r))으로부터 배출된 압유를 제 2 액추에이터인 버킷 실린더(18)의 압유 공급측(보텀측실(18b))에 공급한다. 즉, 본 실시형태에 있어서, 제 2 액추에이터는, 제 1 프론트 부품인 아암(16)과 다른 제 2 프론트 부품인 버킷(35)을 구동한다, 제 1 액추에이터란 다른 액추에이터(버킷 실린더(18))이다.
이어서, 컨트롤러(19)의 처리 내용을, 도 23의 기능 블록도를 이용하여 설명한다.
제 1 실시형태에 있어서의 컨트롤러(19)와 다른 점은, 재생 제어 연산부(19b)와 펌프 유량 제어 연산부(19c)가 재생 제어 연산부(119b)와 펌프 유량 제어 연산부(119c)로 치환되어, 조작 포트(104c)의 압력 정보가 재생 제어 연산부(119b)에 추가로 입력되고, 펌프 유량 제어 연산부(119c)에, 조작 포트(4c)의 압력 정보 및 유압 펌프(1)의 토출압 정보 대신에 조작 포트(104c)의 압력 정보 및 유압 펌프(101)의 토출압 정보가 입력되어 있는 점이다.
이어서, 재생 제어 연산부(119b)의 처리 내용을, 도 24를 이용하여 설명한다. 도 24는 재생 제어 연산부(119b)의 처리 플로우를 나타내고 있다. 제 1 실시형태의 도 7의 처리 플로우와 다른 점은, 단계 S102에서 Yes라고 판정된 경우, 단계 S106의 처리로 진행되는 점이다. 단계 S106에서는, 조작 포트(104c)의 압력이 소정의 문턱값 이상인지를 판정한다. 조작 포트(104c)의 압력이 소정의 문턱값 이상이었을 경우, 단계 S106에 있어서 Yes라고 판정하여, 단계 S103의 처리로 진행된다. 조작 포트(104c)의 압력이 소정의 문턱값보다 작은 경우, 단계 S106에 있어서 No라고 판정하여, 단계 S105의 처리로 진행된다. 단계 S106의 소정의 문턱값은, 단계 S102의 소정의 문턱값과 마찬가지로 방향 제어 밸브(104)의 미터 인 개구가 0이 아니게 되는 값으로 한다.
제 1 실시형태와 마찬가지로 단계 S103에서, 아암(16)의 자세가 연직 방향 하방까지 이르러 있지 않아 Yes라고 판정되면, 단계 S104의 처리로 진행된다. 단계 S104에서는, 재생 제어 연산부(19b)는 재생 밸브(12)의 솔레노이드를 여자하기 위한 신호를 출력한다. 단계 S105에서는, 재생 제어 연산부(119b)는 재생 밸브(12)의 솔레노이드를 여자하지 않는 신호를 출력한다.
이 처리에 의해, 아암(16)과 버킷(35)이 양방 조작되어 있는 경우에만 재생이 행해지게 된다.
이어서, 펌프 유량 제어 연산부(119c)의 처리 내용을, 도 25를 이용하여 설명한다. 도 25는, 펌프 유량 제어 연산부(119c)의 처리 내용을 나타내는 기능 블록도이다. 펌프 유량 제어 연산부(119c)의 처리가 제 1 실시형태의 도 9에 나타내는 기능 블록도의 처리와 다른 점은, 기준 펌프 유량 연산부(24)와 유량 저감 무효 연산부(25)와 펌프 유량 저감량 연산부(26)가 기준 펌프 유량 연산부(124)와 유량 저감 무효 연산부(125)와 펌프 유량 저감량 연산부(126)로 치환되어, 조작 포트(104c)의 압력 정보가 기준 펌프 유량 연산부(124)에 입력되고, 유압 펌프(101)의 토출압 정보와 재생 밸브(12)의 여자 목표값 정보가 유량 저감 무효 연산부(125)에 입력되어 있는 점이다.
기준 펌프 유량 연산부(124)는 조작 포트(104c)의 압력을 입력하여, 유압 펌프(101)의 기준 펌프 유량을 연산한다. 이 때의 조작 포트(104c)의 압력과 유압 펌프(101)의 기준 펌프 유량의 관계는, 도 10에 나타낸 제 1 실시형태의 기준 펌프 유량 연산부(24)에 있어서의 것과 같으며, 기준 펌프 유량은, 조작 포트(104c)의 압력이 상승함에 따라 증가하도록 설정되어 있다.
유량 저감 무효 연산부(125)는 유압 펌프(101)의 토출압과 재생 밸브(12)의 여자 목표값을 입력하여, 유량 저감 무효 연산을 행한다. 이 때의 유량 저감 무효 연산부(125)의 처리 플로우는 도 12에 나타낸 유량 저감 무효 연산부(25)의 처리 플로우의 단계 S203에 있어서, 유압 펌프(1)의 토출압 대신에 유압 펌프(101)의 토출압이 소정의 문턱값 이상인지를 판정하는 점을 제외하고, 도 12에 나타낸 유량 저감 무효 연산부(25)의 처리 플로우와 같다. 유량 저감 무효 연산부(125)는, 도 12의 단계 S205, 단계 S206의 판정 결과에 따라 1이나 0을 출력한다.
펌프 유량 저감량 연산부(126)는, 수평면에 대한 아암의 각도를 입력하여, 유압 펌프(101)의 토출 유량의 저감량을 연산한다. 이 연산 방법은, 도 9에 나타낸 제 1 실시형태에 있어서의 펌프 유량 저감량 연산부(26)와 마찬가지이고, 도 11에 나타낸 아암 각도와 펌프 유량 저감량의 관계와 마찬가지인 관계를 이용하여 유압 펌프(101)의 토출 유량의 저감량을 연산한다.
그 후, 승산부(37)에 있어서, 펌프 유량 저감량 연산부(126)의 출력과 유량 저감 무효 연산(125)의 출력을 곱하고, 감산부(38)에 있어서, 그 값을 기준 펌프 유량 연산(124)의 출력값으로부터 빼서, 최종적인 유압 펌프(101)의 토출 유량의 목표값을 산출한다.
본 실시형태에 의하면, 아암의 각도가 수평에 가까운 때에는 버킷 실린더(18)에 공급되는 유압 펌프(101)의 토출 유량을 저감하고, 아암(16)의 각도가 연직에 접근함에 따라서 버킷 실린더(18)에 공급되는 유압 펌프(101)의 토출 유량을 증가시켜 가는 것에 의해, 유압 펌프(101)의 출력을 내려서 연비를 향상시키면서 아암(16)의 속도 저하를 억제하여 조작성을 유지할 수 있다.
<제 6 실시형태>
본 발명의 제 6 실시형태에 의한 작업 기계의 유압 시스템을 도 26과 도 27과 도 28을 이용하여 설명한다. 또한, 제 1 실시형태와 마찬가지의 개소에 관해서는 설명을 생략한다.
본 실시형태에 있어서, 제 1 실시형태와 다른 개소는, 도 6에 기능 블록도에서 나타낸 제 1 실시형태에 있어서의 컨트롤러(19)의 기능에 있어서, 펌프 유량 제어 연산부(19c)의 처리이다.
본 실시형태에 있어서의 펌프 유량 제어 연산부(19c)의 처리 내용을, 도 26과 도 27과 도 28을 이용하여 설명한다.
도 26은 펌프 유량 제어 연산부(19c)의 처리 내용을 나타내는 기능 블록도이다. 제 1 실시형태와 다른 점은, 펌프 유량 저감량 연산부(226)에, 조작 포트(4c)의 압력 정보가 입력되어 있는 점이다.
도 27은, 도 26의 펌프 유량 저감량 연산부(226)의 처리의 사고 방식을 나타내고 있다. 아암(16)의 각도가 수평에 가까울수록 유압 펌프(1)의 토출 유량의 저감량을 크게 하고, 아암(16)의 각도가 연직에 가까울수록 유압 펌프(1)의 토출 유량의 저감량을 작게 한다. 또한, 조작 포트(4c)의 압력이 낮을수록 유압 펌프(1)의 토출 유량 저감량을 작게 하고, 조작 포트(4c)의 압력이 높을수록 유압 펌프(1)의 토출 유량의 저감량을 크게 한다.
이어서, 펌프 유량 저감량 연산부(226)의 구체적인 처리 내용을, 도 28을 이용하여 설명한다.
도 28에 있어서, 조작 포트(4c)의 압력이 테이블(226a)에 입력된다. 이 테이블(226a)에 있어서는, 조작 포트(4c)의 압력이 0[㎫]일 때에는 0을, 조작 포트(4c)의 압력이 소정의 값 Pth2[㎫]일 때에는 1을 출력하고, 조작 포트(4c)의 압력이 0[㎫]로부터 소정의 값 Pth2[㎫]로 증가함에 따라서 출력이 0으로부터 1로 증가하도록, 조작 포트(4c)의 압력과 출력의 관계가 설정되어 있다. 소정의 값 Pth2[㎫]은 조작 포트(4c)의 압력의 최대값으로 한다.
아암(16)의 각도는, 도 11에 나타낸 아암 각도와 펌프 유량 저감량의 관계와 같이 테이블(226b)에 입력되어, 유압 펌프(1)의 토출 유량의 저감량을 연산한다.
마지막으로, 상기의 2개의 값을 승산부(226c)에서 곱하고, 도 27의 사고 방식을 반영한 유압 펌프(1)의 토출 유량의 저감량을 연산한다.
이와 같이 함으로써, 아암(16)이 수평에 가까우며, 재생관로(10)를 흐르는 압유의 양이 많을 때에 유압 펌프(1)의 토출 유량이 저감되고, 유압 펌프(1)의 출력이 저감됨으로써 연비가 향상된다. 또한, 아암(16)이 연직에 이르러 재생 밸브(12)가 비여자 상태가 되어서 재생관로(10)를 흐르는 압유의 양이 적어져도, 유압 펌프(1)의 토출 유량이 충분하게 많기 때문에 아암 실린더(9)의 속도(아암(16)의 속도)가 내려가기 어려워진다. 또한, 조작 포트(4c)의 압력이 작은 것에 의해, 기준 펌프 유량 연산부(24)에서 연산되는 유압 펌프(1)의 기준 펌프 유량이 작은 경우에, 유압 펌프(1)의 토출 유량의 저감량이 너무 커서 아암 실린더(9)의 속도(아암(16)의 속도)가 지나치게 늦어지는 것을 막을 수 있다.
∼그 외∼
이상의 실시형태에서는, 작업 기계가 프론트 작업기와 상부 선회체와 하부 주행체를 구비한 유압 셔블일 경우에 대하여 설명했지만, 프론트 작업기를 상하동시키는 유압 실린더를 포함하는 작업 기계이면, 휠 로더, 유압 크레인, 텔레핸들러 등, 유압 셔블 이외의 작업 기계에 본 발명을 마찬가지로 적용할 수 있으며, 그 경우에도 마찬가지의 효과가 얻어진다.
1,101 유압 펌프
2,102 압유 공급관로
3,103 압력 센서(압력 정보 취득 장치)
4,104 방향 제어 밸브
5,105 보텀관로
6,106 로드관로
7,107 센터 바이패스관로
8,108 탱크관로
9 아암 실린더(제 1 액추에이터 겸 제 2 액추에이터)
10,60 재생관로
11,61 체크 밸브
12 재생 밸브(재생 제어 장치)
13,113 파일럿 밸브
14,114 압력 센서(작동 방향 정보 취득 장치; 조작량 정보 취득 장치)
15 탱크
16 아암(제 1 프론트 부품)
18 버킷 실린더(제 2 액추에이터)
19 컨트롤러
19a CPU
19b,119b 재생 제어 연산부
19c,119c 펌프 유량 제어 연산부
20,120 펌프 유량 제어 장치
21,121 조작 레버 장치(조작 장치)
21a,121a 조작 레버
22,122 파일럿관로
23,123 파일럿관로
24 기준 펌프 유량 연산부
25 유량 저감 무효 연산부
26 펌프 유량 저감량 연산부
27 각속도 센서
28,29 각도 센서
30 압력 센서(압력 정보 취득 장치)
31 관성 계측 장치(IMU)(자세 정보 취득 장치)
32,33 스트로크 센서
34 붐 실린더
35 버킷(제 2 프론트 부품)
41,71 재생 회로
203 프론트 작업기

Claims (9)

  1. 복수의 프론트 부품으로 구성되며, 상기 복수의 프론트 부품은 각각 차체 또는 다른 프론트 부품과 회전 운동 가능하게 연결된 프론트 작업기와,
    상기 복수의 프론트 부품을 구동하는 복수의 액추에이터를 구비한 유압 시스템을 구비하고,
    상기 복수의 프론트 부품은, 자유 낙하 방향으로 동작할 수 있는 제 1 프론트 부품을 포함하고,
    상기 복수의 액추에이터는 상기 제 1 프론트 부품을 구동하는 유압 실린더 타입의 제 1 액추에이터를 포함하고,
    상기 유압 시스템은,
    상기 제 1 액추에이터의 압유 배출측으로부터 배출된 압유를 제 2 액추에이터의 압유 공급측에 공급하는 재생 회로와,
    상기 재생 회로의 재생 상태를 제어하는 재생 제어 장치와,
    상기 제 2 액추에이터에 압유를 공급하는 유압 펌프와,
    상기 유압 펌프의 토출 유량을 제어하는 펌프 유량 제어 장치를 구비한 작업 기계에 있어서,
    상기 제 1 프론트 부품의 자세 정보를 취득하는 자세 정보 취득 장치와,
    상기 자세 정보 취득 장치에 의해 취득한 상기 제 1 프론트 부품의 자세 정보에 의거하여 상기 재생 제어 장치 및 상기 펌프 유량 제어 장치를 제어하는 컨트롤러를 구비하고,
    상기 컨트롤러는,
    상기 자세 정보 취득 장치에 의해 취득한 상기 제 1 프론트 부품의 자세 정보에 의거하여, 상기 제 1 프론트 부품이 자유 낙하 방향으로 동작할 때, 상기 재생 제어 장치를 제어하여 상기 재생 회로에 의해 재생을 행하게 하는 재생 제어 연산부와,
    상기 재생 제어 연산부가 상기 재생 제어 장치를 제어하여 재생을 행하게 할 때, 상기 자세 정보 취득 장치에 의해 취득한 상기 제 1 프론트 부품의 자세 정보에 의거하여, 상기 제 1 프론트 부품의 방향이 연직 하방에 접근함에 따라서 상기 유압 펌프의 토출 유량이 연속적으로 증가하도록 상기 펌프 유량 제어 장치를 제어하는 펌프 유량 제어 연산부를 가지고,
    상기 유압 시스템은, 상기 제 1 액추에이터의 압유 유입측의 압력과 상기 유압 펌프의 토출압 중 어느 일방의 압력을 취득하는 압력 정보 취득 장치를 추가로 구비하고,
    상기 펌프 유량 제어 연산부는, 상기 제 1 프론트 부품의 방향이 연직 하방에 접근하고 있지 않을 때에도, 상기 압력 정보 취득 장치에 의해 취득한 상기 제 1 액추에이터의 압유 유입측의 압력과 상기 유압 펌프의 토출압 중 어느 일방의 압력이 낮을 때는, 상기 유압 펌프의 토출 유량을 증가시켜서 상기 유압 펌프의 토출압을 상승시키도록 상기 펌프 유량 제어 장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 작업 기계.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 유압 시스템은, 상기 제 1 액추에이터의 작동 방향을 취득하는 작동 방향 정보 취득 장치를 추가로 구비하고,
    상기 재생 제어 연산부는, 상기 작동 방향 정보 취득 장치에 의해 취득한 상기 제 1 액추에이터의 작동 방향과 상기 자세 정보 취득 장치에 의해 취득한 상기 제 1 프론트 부품의 자세 정보에 의거하여, 상기 제 1 프론트 부품이 자유 낙하 방향으로 동작할 것인지 아닌지를 판단하는 것을 특징으로 하는 작업 기계.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 액추에이터는 상기 제 1 액추에이터와 같은 액추에이터이며,
    상기 재생 회로는, 상기 제 1 액추에이터의 압유 배출측으로부터 배출된 압유를 상기 제 1 액추에이터의 압유 공급측에 공급하도록 접속되고,
    상기 제 1 액추에이터는 상기 유압 펌프로부터 토출된 압유에 의해 구동되도록 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 작업 기계.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 액추에이터는 상기 제 1 프론트 부품과는 다른 제 2 프론트 부품을 구동하는, 상기 제 1 액추에이터와는 다른 액추에이터이며,
    상기 재생 회로는, 상기 제 1 액추에이터의 압유 배출측으로부터 배출된 압유를 상기 다른 액추에이터의 압유 공급측에 공급하도록 접속되고,
    상기 제 1 액추에이터는, 상기 유압 펌프와는 다른 유압 펌프로부터 토출된 압유에 의해 구동되도록 접속되고,
    상기 다른 액추에이터는, 상기 유압 펌프로부터 토출된 압유에 의해 구동되도록 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 작업 기계.
  6. 복수의 프론트 부품으로 구성되며, 상기 복수의 프론트 부품은 각각 차체 또는 다른 프론트 부품과 회전 운동 가능하게 연결된 프론트 작업기와,
    상기 복수의 프론트 부품을 구동하는 복수의 액추에이터를 구비한 유압 시스템을 구비하고,
    상기 복수의 프론트 부품은, 자유 낙하 방향으로 동작할 수 있는 제 1 프론트 부품을 포함하고,
    상기 복수의 액추에이터는 상기 제 1 프론트 부품을 구동하는 유압 실린더 타입의 제 1 액추에이터를 포함하고,
    상기 유압 시스템은,
    상기 제 1 액추에이터의 압유 배출측으로부터 배출된 압유를 제 2 액추에이터의 압유 공급측에 공급하는 재생 회로와,
    상기 재생 회로의 재생 상태를 제어하는 재생 제어 장치와,
    상기 제 2 액추에이터에 압유를 공급하는 유압 펌프와,
    상기 유압 펌프의 토출 유량을 제어하는 펌프 유량 제어 장치를 구비한 작업 기계에 있어서,
    상기 제 1 프론트 부품의 자세 정보를 취득하는 자세 정보 취득 장치와,
    상기 자세 정보 취득 장치에 의해 취득한 상기 제 1 프론트 부품의 자세 정보에 의거하여 상기 재생 제어 장치 및 상기 펌프 유량 제어 장치를 제어하는 컨트롤러를 구비하고,
    상기 컨트롤러는,
    상기 자세 정보 취득 장치에 의해 취득한 상기 제 1 프론트 부품의 자세 정보에 의거하여, 상기 제 1 프론트 부품이 자유 낙하 방향으로 동작할 때, 상기 재생 제어 장치를 제어하여 상기 재생 회로에 의해 재생을 행하게 하는 재생 제어 연산부와,
    상기 재생 제어 연산부가 상기 재생 제어 장치를 제어하여 재생을 행하게 할 때, 상기 자세 정보 취득 장치에 의해 취득한 상기 제 1 프론트 부품의 자세 정보에 의거하여, 상기 제 1 프론트 부품의 방향이 연직 하방에 접근함에 따라서 상기 유압 펌프의 토출 유량이 연속적으로 증가하도록 상기 펌프 유량 제어 장치를 제어하는 펌프 유량 제어 연산부를 가지고,
    상기 유압 시스템은,
    오퍼레이터에 의해 조작되어 상기 제 2 액추에이터의 동작을 지령하는 조작 장치와,
    상기 오퍼레이터의 조작에 의거하는 상기 조작 장치의 조작량을 취득하는 조작량 정보 취득 장치를 추가로 구비하고,
    상기 펌프 유량 제어 연산부는, 상기 자세 정보 취득 장치에 의해 취득한 상기 제 1 프론트 부품의 자세 정보에 의거하여, 상기 제 1 프론트 부품의 방향이 연직 하방에 접근함에 따라서 상기 유압 펌프의 토출 유량이 증가하도록 상기 펌프 유량 제어 장치를 제어하는 것과 함께, 상기 조작량 정보 취득 장치에 의해 취득한 조작량이 작아짐에 따라 상기 유압 펌프의 토출 유량의 증가량이 작아지도록 상기 펌프 유량 제어 장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 작업 기계.
  7. 복수의 프론트 부품으로 구성되며, 상기 복수의 프론트 부품은 각각 차체 또는 다른 프론트 부품과 회전 운동 가능하게 연결된 프론트 작업기와,
    상기 복수의 프론트 부품을 구동하는 복수의 액추에이터를 구비한 유압 시스템을 구비하고,
    상기 복수의 프론트 부품은, 자유 낙하 방향으로 동작할 수 있는 제 1 프론트 부품을 포함하고,
    상기 복수의 액추에이터는 상기 제 1 프론트 부품을 구동하는 유압 실린더 타입의 제 1 액추에이터를 포함하고,
    상기 유압 시스템은,
    상기 제 1 액추에이터의 압유 배출측으로부터 배출된 압유를 제 2 액추에이터의 압유 공급측에 공급하는 재생 회로와,
    상기 재생 회로의 재생 상태를 제어하는 재생 제어 장치와,
    상기 제 2 액추에이터에 압유를 공급하는 유압 펌프와,
    상기 유압 펌프의 토출 유량을 제어하는 펌프 유량 제어 장치를 구비한 작업 기계에 있어서,
    상기 제 1 프론트 부품의 자세 정보를 취득하는 자세 정보 취득 장치와,
    상기 자세 정보 취득 장치에 의해 취득한 상기 제 1 프론트 부품의 자세 정보에 의거하여 상기 재생 제어 장치 및 상기 펌프 유량 제어 장치를 제어하는 컨트롤러를 구비하고,
    상기 컨트롤러는,
    상기 자세 정보 취득 장치에 의해 취득한 상기 제 1 프론트 부품의 자세 정보에 의거하여, 상기 제 1 프론트 부품이 자유 낙하 방향으로 동작할 때, 상기 재생 제어 장치를 제어하여 상기 재생 회로에 의해 재생을 행하게 하는 재생 제어 연산부와,
    상기 재생 제어 연산부가 상기 재생 제어 장치를 제어하여 재생을 행하게 할 때, 상기 자세 정보 취득 장치에 의해 취득한 상기 제 1 프론트 부품의 자세 정보에 의거하여, 상기 제 1 프론트 부품의 방향이 연직 하방에 접근함에 따라서 상기 유압 펌프의 토출 유량이 연속적으로 증가하도록 상기 펌프 유량 제어 장치를 제어하는 펌프 유량 제어 연산부를 가지고,
    상기 유압 시스템은,
    오퍼레이터에 의해 조작되어 상기 제 2 액추에이터의 동작을 지령하는 조작 장치와,
    상기 오퍼레이터의 조작에 의거하는 상기 조작 장치의 조작량을 취득하는 조작량 정보 취득 장치와,
    상기 제 1 액추에이터의 압유 유입측의 압력과 상기 유압 펌프의 토출압 중 어느 일방의 압력을 취득하는 압력 정보 취득 장치를 추가로 구비하고,
    상기 펌프 유량 제어 연산부는, 상기 조작량 정보 취득 장치에 의해 취득한 상기 조작 장치의 조작량에 의거하여 상기 유압 펌프의 기준 유량을 연산하는 기준 펌프 유량 연산부와, 상기 제 1 프론트 부품의 방향이 수평에 가까울수록 상기 유압 펌프의 기준 유량에 대한 저감량을 크게 하고, 상기 제 1 프론트 부품의 방향이 연직 하방에 접근함에 따라서 상기 유압 펌프의 토출 유량의 저감량을 작게 함으로써 상기 유압 펌프의 토출 유량이 증가하도록 제어하는 펌프 유량 저감량 연산부를 가지며,
    상기 펌프 유량 저감량 연산부는, 상기 압력 정보 취득 장치에 의해 취득한 상기 제 1 액추에이터의 압유 유입측의 압력과 상기 유압 펌프의 토출압 중 어느 일방의 압력이 낮을 때는, 상기 제 1 프론트 부품의 방향이 연직 하방에 접근하고 있지 않을 때에도, 상기 유압 펌프의 토출 유량의 저감량을 작게 하여, 상기 유압 펌프의 토출 유량을 증가시켜서 상기 유압 펌프의 토출압을 상승시키도록 상기 펌프 유량 제어 장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 작업 기계.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 펌프 유량 저감량 연산부는, 상기 자세 정보 취득 장치에 의해 취득한 상기 제 1 프론트 부품의 자세 정보에 의거하여, 상기 제 1 프론트 부품의 방향이 연직 하방에 접근함에 따라서 상기 유압 펌프의 토출 유량의 저감량을 작게 함으로써, 상기 유압 펌프의 토출 유량이 증가하도록 상기 펌프 유량 제어 장치를 제어할 때, 상기 조작량 정보 취득 장치에 의해 취득한 조작량이 작아짐에 따라 상기 유압 펌프의 토출 유량의 저감량을 크게 하여, 상기 유압 펌프의 토출 유량의 증가량이 작아지도록 상기 펌프 유량 제어 장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 작업 기계.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 프론트 부품은 유압 셔블의 아암이며,
    상기 제 1 액추에이터는 상기 아암을 구동하는 아암 실린더인 것을 특징으로 하는 작업 기계.
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